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Die Erfindung betrifft eine Kühlungsvorrichtung für einen Elektromotor, insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Steuern der Kühlungsvorrichtung.
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Bei einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug kann der Elektromotor beispielsweise mit Öl gekühlt werden. Das Öl weist elektrisch isolierende Eigenschaften auf, so dass der Elektromotor durch das Öl durchströmt und auf diese Weise gekühlt und geschmiert werden kann, wie beispielsweise aus
JP 2016 178 842 A bekannt ist. Das Öl wird dabei in einem getrennten Ölkreislauf gefördert, der üblicherweise eine Pumpe, einen Ölkühler, einen Ölfilter und einen Ölbehälter aufweist. Der Ölkreislauf ist dabei in einer ähnlichen Weise wie ein Kühlmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors, der beispielsweise in
US 9,452,660 B2 beschrieben ist, aufgebaut.
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Nachteiligerweise ist die Viskosität des Öls temperaturabhängig, so dass der Energieverbrauch beim Fördern des Öls bei einer niedrigen Außentemperatur steigt und insbesondere im Winter und bei einem Kaltstart des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs erheblich sein kann. Die Energie wird dabei einer Traktionsbatterie entzogen, so dass auch die Reichweite des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs im Winter reduziert wird. Entsprechend unterscheidet sich die Reichweite des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs je nach der Außentemperatur und der Jahreszeit.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine Kühlungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern einer Kühlungsvorrichtung bereitzustellen, mit dem die Kühlungsvorrichtung gesteuert wird und die beschriebenen Nachteile überwunden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Kühlungsvorrichtung für einen Elektromotor, insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, temperaturabhängig zu steuern. Die Kühlungsvorrichtung weist dabei eine Pumpe, einen Kühler, einen Fluidfilter und einen Vorratsbehälter auf. Die Kühlungsvorrichtung ist ferner in einem Kühlungskreislauf von einem Schmierfluid durchströmbar, das elektrisch nichtleitend ist und eine temperaturabhängige Viskosität aufweist. Der Elektromotor ist dabei an die Kühlungsvorrichtung so anschließbar, dass er von dem Schmierfluid durchströmbar und kühlbar ist. Erfindungsgemäß weist die Kühlungsvorrichtung eine Temperatursteueranordnung auf, die die Temperatur des Schmierfluids in der Kühlungsvorrichtung beeinflusst.
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Der Kühlungskreislauf kann folglich die Pumpe, den Kühler, den Fluidfilter, den Vorratsbehälter und den Elektromotor umfassen, in denen das Schmierfluid - insbesondere Öl - strömt. Die Viskosität des Schmierfluids nimmt dabei mit einer steigenden Temperatur ab, so dass das Schmierfluid bei einer höheren Temperatur auch energiesparender förderbar ist. In einem Normalbetrieb wird die Wärme aus dem warmgelaufenen Elektromotor an das Schmierfluid abgegeben, das sich entsprechend erhitzt und in dem Kühler gekühlt wird. Das Schmierfluid weist hier eine hohe Temperatur auf und ist aufgrund einer niedrigen Viskosität energiesparend förderbar. Sowohl in dem Normalbetrieb des Elektromotors als auch bei einer niedrigen Temperatur und entsprechend bei einer hohen Viskosität des Schmierfluids ist die Temperatur des Schmierfluids in dem Kühlungskreislauf durch die Temperatursteueranordnung steuerbar. Insbesondere kann bei einer niedrigen Außentemperatur und im Winter bei einem Kaltstart des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs das Schmierfluid in dem Kühlungskreislauf erwärmt werden, so dass die Viskosität des Schmierfluids und der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids reduziert werden. In der erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung kann folglich das Schmierfluid gekühlt oder erwärmt werden, so dass der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids von der Außentemperatur unabhängig bleibt und insbesondere reduziert wird. Dadurch bleibt auch die Reichweite des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs von der Außentemperatur und der Jahreszeit unabhängig.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Temperatursteueranordnung eine wärmeisolierende Ummantelung aufweist oder durch eine solche Ummantelung gebildet ist, wobei diese Ummantelung die Pumpe und/oder den Kühler und/oder den Fluidfilter und/oder den Vorratsbehälter nach außen wärmeisoliert. Die wärmeisolierende Ummantelung kann dabei in Form eines geschlossenen wärmeisolierenden Behälters ausgestaltet sein, in dem die Pumpe und/oder der Kühler und/oder der Fluidfilter und/oder der Vorratsbehälter angeordnet sind. Alternativ können die Pumpe und/oder der Kühler und/oder der Fluidfilter und/oder der Vorratsbehälter einzeln mittels einer flexiblen Beschichtung nach außen wärmeisoliert sein. Die wärmeisolierte Ummantelung verhindert ein Abkühlen des Schmierfluids zwischen zwei Startvorgängen des Elektromotors, so dass Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids von der Außentemperatur unabhängig ist und reduziert wird.
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Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Temperatursteueranordnung eine steuerbare Kühlerbypassleitung aufweist oder durch eine solche Kühlerbypassleitung gebildet ist. Mit der Kühlerbypassleitung ist der Kühler aus dem Kühlungskreislauf temperaturabhängig ausschließbar. Beispielsweise kann bei einem Kaltstart des Elektromotors oder bei einer niedrigen Außentemperatur der Kühler aus dem Kühlungskreislauf zeitweilig ausgeschlossen sein. Auf diese Weise wird das Schmierfluid in dem Kühlungskreislauf nicht gekühlt und erreicht schneller eine höhere Temperatur, die einer niedrigeren Viskosität entspricht. Der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids bei einem Kaltstart des Elektromotors oder bei einer niedrigen Außentemperatur kann auf diese Weise erheblich reduziert werden. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Temperatursteueranordnung eine steuerbare Filterbypassleitung aufweist oder durch eine solche Filterbypassleitung gebildet ist. Mit der Filterbypassleitung ist der Fluidfilter aus dem Kühlungskreislauf temperaturabhängig ausschließbar, so dass die Pumpleistung und dadurch der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids bei einem Kaltstart des Elektromotors oder bei einer niedrigen Außentemperatur reduziert werden. Vorteilhafterweise können die Kühlerbypassleitung und die Filterbypassleitung auch zu einer gemeinsamen Bypassleitung fluidleitend verbunden sein, um die Anzahl der Bauteile in der Kühlungsvorrichtung beziehungsweise in der Temperatursteueranordnung zu reduzieren.
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Um das Schmierfluid in dem Kühlungskreislauf temperaturabhängig auch erwärmen zu können, kann die Temperatursteueranordnung vorteilhafterweise einen steuerbaren Heizer aufweisen oder durch einen solchen Heizer gebildet sein. Der Heizer kann bei einem Kaltstart des Elektromotors oder bei einer niedrigen Außentemperatur das Schmierfluid heizen, um die Viskosität des Schmierfluids und dadurch auch den Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids zu reduzieren.
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Vorteilhafterweise kann die Temperatursteueranordnung auch den Kühler umfassen oder durch einen solchen Kühler gebildet sein. Der Kühler kann dabei an einen Batteriekühlungskreislauf angeschlossen sein und das Schmierfluid kann in dem Kühler durch ein Kühlmittel des Batteriekühlungskreislaufes temperaturabhängig erwärmt werden. Zweckgemäß ist der Kühler dann stromauf eines Kühlmittelkühlers oder stromab einer Traktionsbatterie in dem Batteriekühlungskreislauf angeschlossen, damit durch den Kühler das noch nicht in dem Kühlmittelkühler gekühlte Kühlmittel strömen kann. Insbesondere kann auf diese Weise das Schmierfluid energiesparend erwärmt und ferner der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids reduziert werden.
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Um die Kühlungsvorrichtung temperaturabhängig steuern zu können, kann die Temperatursteueranordnung wenigstens einen Temperatursensor aufweisen. Der wenigstens eine Temperatursensor kann die Temperatur des Schmierfluids in dem Kühlungskreislauf erfassen und diese an die Temperatursteueranordnung weiterleiten. Eine Steuerungseinheit der Temperatursteueranordnung kann dann die erfassten Temperaturwerte verarbeiten und die Pumpe und/oder die Kühlerbypassleitung und/oder die Filterbypassleitung und/oder den Heizer und/oder den Kühler und/oder die Pumpe steuern. Die Steuerungseinheit kann dabei ein Einzelbauteil in der Temperatursteueranordnung oder alternativ ein Teil eines Motorsteuerungssystems sein.
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Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, dass der Kühlungskreislauf den Elektromotor umfasst und der Fluidfilter dem Elektromotor stromauf angeschlossen ist. Das Schmierfluid wird auf diese Weise direkt vor dem Elektromotor gefiltert und von Schmutzpartikeln befreit, so dass der Elektromotor geschützt wird. Der Elektromotor in dem Kühlungskreislauf kann auch eine drehbare Welle umfassen und die Pumpe ein Fluidförderrad sein, das auf der Welle drehfest festgelegt ist und das Schmierfluid in dem Kühlungskreislauf fördert. Auf diese Weise kann das Schmierfluid in dem Kühlungskreislauf energiesparend gefördert und die Kühlungsvorrichtung kompakter aufgebaut werden.
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Insgesamt kann in der erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung die Temperatur des Schmierfluids durch die Temperatursteueranordnung beeinflusst werden. Insbesondere kann bei einem Kaltstart des Elektromotors oder bei einer niedrigen Außentemperatur das Schmierfluid erwärmt werden, so dass der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids vorteilhaft reduziert wird. Ferner bleibt der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids von der Außentemperatur unabhängig. Auch die Reichweite des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs bleibt entsprechend von der Außentemperatur und der Jahreszeit unabhängig und nahe konstant.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren zum Steuern einer Kühlungsvorrichtung für einen Elektromotor, insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, gelöst. In dem Verfahren werden dabei in einem Kühlungskreislauf eine Pumpe, ein Kühler, ein Fluidfilter, ein Vorratsbehälter der Kühlungsvorrichtung und der Elektromotor von einem elektrisch nichtleitenden Schmierfluid mit einer temperaturabhängigen Viskosität durchströmt. Durch das Schmierfluid wird dabei der Elektromotor geschmiert und gekühlt. Erfindungsgemäß wird die Kühlungsvorrichtung abhängig von der Temperatur des Schmierfluids durch eine Temperatursteueranordnung gesteuert. Die Kühlungsvorrichtung kann dabei vorteilhafterweise wie oben beschrieben ausgestaltet sein. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Temperatur des Schmierfluids in der Kühlungsvorrichtung gesteuert werden und insbesondere bei einem Kaltstart des Elektromotors oder bei einer niedrigen Außentemperatur ein Unterkühlen des Schmierfluids verhindert werden. Auf diese Weise wird der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids reduziert. Ferner ist auch die Reichweite des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs von der Außentemperatur und der Jahreszeit unabhängig.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Pumpe der Kühlungsvorrichtung eingeschaltet wird, sobald der Elektromotor eine Betriebstemperatur erreicht. So wird bei einem Kaltstart des Elektromotors oder bei einer niedrigen Außentemperatur zuerst kein Schmierfluid gefördert, so dass das in dem Elektromotor befindliche Schmierfluid geheizt wird. Da eine kleinere Menge des Schmierfluids aufgeheizt werden muss, wird die Betriebstemperatur des Elektromotors in einer kürzeren Zeit erreicht. Entsprechend weist auch das Schmierfluid in dem Elektromotor die Betriebstemperatur auf und die Pumpe wird eingeschaltet. Nun wird das Schmierfluid in dem Kühlungskreislauf gefördert und der Elektromotor wird durch das noch nicht aufgeheizte Schmierfluid gekühlt. Insgesamt wird das Schmierfluid in dem Kühlungskreislauf schneller aufgeheizt und folglich Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids bei einem Kaltstart des Elektromotors oder bei einer niedrigen Außentemperatur reduziert. Alternativ oder zusätzlich kann die Pumpe der Kühlungsvorrichtung auch eingeschaltet werden, sobald der Elektromotor eine kritische Betriebstemperatur erreicht. Um den Elektromotor vor einem Überhitzen zu schützen, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass bei einer Signalstörung in der Kühlungsvorrichtung die Pumpe eingeschaltet wird oder eingeschaltet bleibt und der Elektromotor weiter gekühlt wird.
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Um das Schmierfluid energiesparend zu erwärmen, kann das Schmierfluid in dem Kühler durch ein Kühlmittel eines Batteriekühlungskreislaufes für eine Traktionsbatterie temperiert werden. Der Kühler kann dabei an einen Batteriekühlungskreislauf angeschlossen werden und das Schmierfluid kann in dem Kühler durch ein Kühlmittel des Batteriekühlungskreislaufes temperaturabhängig erwärmt werden. Zweckgemäß kann der Kühler stromauf eines Kühlmittelkühlers oder stromab der Traktionsbatterie in dem Batteriekühlungskreislauf angeschlossen werden, damit durch den Kühler das noch nicht gekühlte Kühlmittel strömen kann.
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Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, dass das Schmierfluid in dem Kühlungskreislauf während eines Ladevorgangs der Traktionsbatterie durch die Pumpe gefördert wird. Wird nach dem Ladevorgang der Elektromotor gestartet, so wird der Kaltstart des Elektromotors vermieden und folglich bleibt der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids niedrig. Während des Ladevorgangs wird die Energie nicht der Traktionsbatterie, sondern einer Ladevorrichtung entzogen, und der Ladestand der Traktionsbatterie wird nicht beeinflusst.
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Um die Kühlungsvorrichtung temperaturabhängig zu steuern, kann der Kühler aus dem Kühlungskreislauf temperaturabhängig ausgeschlossen werden und das Schmierfluid durch eine Kühlerbypassleitung strömen. Insbesondere kann der Kühler bei einem Kaltstart des Elektromotors oder bei einer niedrigen Außentemperatur aus dem Kühlungskreislauf zeitweilig ausgeschlossen werden, damit das Schmierfluid in dem Kühlungskreislauf nicht gekühlt wird. Auf diese Weise erreicht das Schmierfluid schneller eine höhere Temperatur und der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids wird reduziert. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Fluidfilter aus dem Kühlungskreislauf temperaturabhängig ausgeschlossen werden und das Schmierfluid durch eine Filterbypassleitung strömen. Da der Fluidfilter einen Druckabfall in dem Kühlungskreislauf bewirkt, kann dadurch die Pumpleistung und auch der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids reduziert werden. Insbesondere kann ein Ausschließen des Fluidfilters bei einem Kaltstart des Elektromotors oder bei einer niedrigen Außentemperatur vorteilhaft sein.
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Insgesamt kann durch das erfindungsgemäße Verfahren die Kühlungsvorrichtung temperaturabhängig gesteuert werden und bei einem Kaltstart des Elektromotors oder bei einer niedrigen Außentemperatur der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids vorteilhaft reduziert werden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung mit einer Temperatursteueranordnung, die eine Filterbypassleitung und eine Kühlerbypassleitung umfasst;
- 2 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung, in der eine Pumpe in einem Elektromotor festgelegt ist;
- 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung mit einer Temperatursteueranordnung, die eine wärmeisolierende Ummantelung umfasst;
- 4 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung mit einem Kühler, der an einen Batteriekühlungskreislauf angeschlossen ist.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung 1, die an einen Elektromotor 2 für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug angeschlossen ist. Die Kühlungsvorrichtung 1 weist dabei eine Pumpe 3, einen Kühler 4, einen Fluidfilter 5 und einen Vorratsbehälter 6 auf. Die Kühlungsvorrichtung 1 und der Elektromotor 2 sind in einem Kühlungskreislauf 7 von einem Schmierfluid durchströmbar, wobei der Elektromotor 2 durch das Schmierfluid geschmiert und gekühlt wird. Um den Elektromotor 2 von Schmutzpartikeln in dem Schmierfluid zu schützen, ist der Fluidfilter 5 dem Elektromotor 2 stromauf angeschlossen. Das Schmierfluid - beispielsweise Öl - ist elektrisch nichtleitend und weist eine temperaturabhängige Viskosität auf, die mit einer steigenden Temperatur niedriger wird. Die Kühlungsvorrichtung 1 weist erfindungsgemäß eine - hier zur Übersicht nur schematisch angedeutete - Temperatursteueranordnung 8 auf, die die Temperatur des Schmierfluids in der Kühlungsvorrichtung 1 beeinflusst. Die Kühlungsvorrichtung 1 weist Temperatursensoren 9 auf, die mit der Temperatursteueranordnung 8 signalübertragend verbunden sind, wie mit Pfeilen angedeutet. Durch die Temperatursensoren 9 kann die Temperatursteueranordnung 8 die aktuelle Temperatur des Schmierfluids erfassen und die Kühlungsanordnung 1 entsprechend steuern.
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In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Temperatursteueranordnung 8 beispielsweise eine steuerbare Kühlerbypassleitung 10 und eine steuerbare Filterbypassleitung 11 auf. Mit der Kühlerbypassleitung 10 ist der Kühler 4 und mit der Filterbypassleitung 11 ist der Fluidfilter 5 aus dem Kühlungskreislauf 7 temperaturabhängig ausschließbar. Die Kühlerbypassleitung 10 und die Filterbypassleitung 11 sind mit unterbrochenen Linien dargestellt, um anzudeuten, dass das Schmierfluid in dieser Darstellung durch den Kühler 4 und durch den Fluidfilter 5 strömt. Die Kühlerbypassleitung 10 und die Filterbypassleitung 11 können durch eine gemeinsame Bypassleitung 12 ersetzt werden, die hier mit einer gepunkteten Linie gezeigt ist. Zum Steuern der Kühlungsanordnung 1 weist die Temperatursteueranordnung 8 ferner eine Steuerungseinheit 13 auf, die abhängig von den erfassten Werten der Temperatursensoren 9 die Kühlerbypassleitung 10 und die Filterbypassleitung 11 steuert und zeitweilig aus dem Kühlungskreislauf 7 ausschließt.
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Bei einem Kaltstart des Elektromotors 2 oder bei einer niedrigen Außentemperatur kann beispielsweise der Kühler 4 aus dem Kühlungskreislauf 7 zeitweilig ausgeschlossen sein. Der Kühlungskreislauf 7 umfasst dann die Pumpe 3, den Fluidfilter 5, den Elektromotor 2 und den Fluidbehälter 6. Das Schmierfluid wird also in dem Kühlungskreislauf 7 nicht gekühlt. Auf diese Weise erreicht das Schmierfluid schneller eine höhere Temperatur, die einer niedrigeren Viskosität entspricht. Der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids bei einem Kaltstart des Elektromotors 2 oder bei einer niedrigen Außentemperatur wird dadurch erheblich reduziert. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Fluidfilter 5 aus dem Kühlungskreislauf 7 ausgeschlossen sein. Da der Fluidfilter 5 einen Druckabfall in dem Kühlungskreislauf 7 bewirkt, kann auf diese Weise die Pumpleistung der Pumpe 3 und dadurch der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids in dem Kühlungskreislauf 7 reduziert werden.
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2 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung 1 und des Elektromotors 2, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die Pumpe 3 in dem Elektromotor 2 festgelegt ist. Die Pumpe 3 kann beispielsweise ein Fluidförderrad sein, das auf einer drehbaren Welle des Elektromotors 2 festgelegt ist und das Schmierfluid in dem Kühlungskreislauf 7 fördert. Auf diese Weise kann das Schmierfluid in dem Kühlungskreislauf 7 energiesparend gefördert und die Kühlungsvorrichtung 1 kompakter aufgebaut werden.
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3 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung 1 mit dem Elektromotor 2. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Temperatursteueranordnung 8 eine wärmeisolierende Ummantelung 14, die die Pumpe 3, den Kühler 4, den Fluidfilter 5 und den Vorratsbehälter 6 nach außen wärmeisoliert. Auf diese Weise wird ein Abkühlen des Schmierfluids zwischen zwei Startvorgängen des Elektromotors 2 verhindert und der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids kann erheblich reduziert werden.
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4 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung 1 in einer weiteren Ausführungsform. Hier umfasst die Temperatursteueranordnung den Kühler 4, der an einen Batteriekühlungskreislauf 15 angeschlossen ist. In dem Batteriekühlungskreislauf 15 ist der Kühler 4 durch ein Kühlmittel durchströmbar und das Schmierfluid in dem Kühler 4 kann durch das wärmere Kühlmittel erwärmt werden. Zweckgemäß ist der Kühler 4 in dem Batteriekühlungskreislauf 15 stromauf eines Kühlmittelkühlers oder stromab einer Traktionsbatterie angeschlossen, damit durch den Kühler 4 das noch nicht gekühlte Kühlmittel strömen und das Schmierfluid erwärmt werden kann.
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Insgesamt kann in der erfindungsgemäßen Kühlungsvorrichtung 1 die Temperatur des Schmierfluids durch die Temperatursteueranordnung 8 beeinflusst werden. Insbesondere kann bei einem Kaltstart des Elektromotors 2 oder bei einer niedrigen Außentemperatur das Schmierfluid schneller erwärmt werden, so dass der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids vorteilhaft reduziert wird. Ferner bleibt der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids von der Außentemperatur unabhängig und ist reduziert. Auch die Reichweite des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs bleibt von der Außentemperatur und der Jahreszeit unabhängig und ist nahe konstant.
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Die Kühlungsvorrichtung 1 kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gesteuert werden, um die Temperatur des Schmierfluids in der Kühlungsvorrichtung 1 zu beeinflussen. So kann die Pumpe 3 der Kühlungsvorrichtungen 1 in 1, 3 und 4 erst eingeschaltet werden, wenn der Elektromotor 2 eine Betriebstemperatur erreicht hat. So wird bei einem Kaltstart des Elektromotors 2 oder bei einer niedrigen Außentemperatur zuerst kein Schmierfluid gefördert, so dass eine kleine Menge des Schmierfluids in dem Elektromotor 2 geheizt wird. Die Betriebstemperatur des Elektromotors 2 wird dadurch in einer kürzeren Zeit erreicht und entsprechend die kleine Menge des Schmierfluids in dem Elektromotor 2 in einer kürzeren Zeit erwärmt. Nachdem das Schmierfluid in dem Elektromotor 2 die Betriebstemperatur - beziehungsweise die kritische Betriebstemperatur - des Elektromotors 2 erreicht hat, werden die Pumpe 3 eingeschaltet und der Elektromotor 2 durch das noch nicht aufgeheizte restliche Schmierfluid gekühlt. Das gesamte Schmierfluid kann auf diese Weise schneller aufgeheizt und folglich der Energieverbrauch beim Fördern des Schmierfluids bei einem Kaltstart des Elektromotors 2 oder bei einer niedrigen Außentemperatur reduziert werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Schmierfluid in dem Kühler 4 durch das wärmere Kühlmittel des Batteriekühlungskreislaufes 15 erwärmt werden, wie in 4 gezeigt ist. In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführung können der Kühler 4 oder der Fluidfilter 5 oder beide aus dem Kühlungskreislauf 7 ausgeschlossen werden, wie in 1, 2 und 4 gezeigt ist. Ferner kann das Schmierfluid in den Kühlungskreisläufen 7 in 1, 3 und 4 auch während eines Ladevorgangs einer Traktionsbatterie durch die Pumpe 3 gefördert werden. Um den Elektromotor 2 zu schützen, kann ferner vorgesehen sein, dass in den Kühlungsvorrichtungen in 1, 3 und 4 auch bei einer Signalstörung in der Temperatursteueranordnung 8 die Pumpe 3 eingeschaltet bleibt und der Elektromotor 2 weiter gekühlt wird. In 2 ist diese Sicherungsmaßnahme durch die in den Elektromotor 2 integrierte Pumpe 3 implizit gegeben.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich unterschiedliche Maßnahmen mit den unterschiedlichen Ausgestaltungen der Kühlungsvorrichtung 1 kombinieren, so dass auch für unterschiedlich ausgestaltete Elektromotoren 2 eine optimale Wirkung erreicht werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016178842 A [0002]
- US 9452660 B2 [0002]
